人教课标版八年级物理下册《电阻的测量方法》教学设计

电阻的测量方法教学设计临川四中 王新春【教学目标】：一、知识与技能1、熟练掌握电压表、电流表的使用方法及规则；2、通过使用滑动变阻器，进一步理解滑动变阻器在电路中的作用，巩固滑动变阻器的正确使用方法；3、掌握伏安法、双伏法、单伏法、单伏变阻法、双安法、单安法、单安变阻法、等效替代法来测电阻值；二、过程和方法1、通过教师与学生的双边活动，结合多媒体教学课件演示，培养学生的科学实验能力和创新思维能力。2、通过选择仪器、设计实验、制订实验操作方案等，培养学生的实验探究能力。三、情感、态度与价值观1、通过学生自己的设计、操作，培养学生实事求是的科学态度和周密、严谨的科学思维方法，养成良好的学习习惯。2、在共同完成的操作及实验过程中，培养同学之间相互协作的团队精神。【教学重、难点】：根据实验器材设计实验。【教具、学具】：教具：多媒体课件学具：(学生可2人或3人一组)干电池组（带盒）、电压表、电流表、开关、待测电阻、定值电阻（10）、滑动变阻器、电阻箱、导线若干、实验报告单。【教学方法】：实验法、探究法、讨论法【教学过程】：（一）复习引入新课师：电阻是电学内容的一个重要物理量，电阻的测量是初中物理实验教学中最重要的课题之一，也是中考试题中最具创新的焦点和热点。对一个未知阻值的电阻，我们可以通过不同的实验方法将其大小测量出来，本节课将在伏安法测量电阻的基础上拓展，探讨和总结一些测电阻的方法，借此提高同学们的实验设计和实验操作技能。 师：我这有一待测电阻，用伏安法如何测出它的电阻？生：伏安法的测量依据是欧姆定律，需要的基本测量仪器是电压表和电流表。我们要想测某一个待测电阻的阻值，必须要知道该电阻两端的电压U和通过它的电流I。师：请画出电路图。学生上黑板板书。师：这电路图有需要改进的地方吗？生：这种设计只能测一组数据不一定准，建议多测几组。师：同学认为一组数据不足以说明问题，建议多测几组，可见同学们考虑得很全面，那怎样才能达到多测几组呢？生：（1）更换电池组的个数，改变灯泡两端的电压。（2）加入滑动变阻器改变电路中电阻，进而改变通过灯丝的电流及其电压。师：同学们看哪一种方案较方便？生：加入滑动变阻器方便。教师：展示课件，讨论滑动变阻器在电路中的作用。生：（1）改变电路中的电流和电压,便于多次测量求平均值减小误差。（2）将滑动变阻器调到最大可以保护电路。（3）可以调节电路中的电流为整数值便于计算。师：课件展示测灯泡的电阻实验数据记录，请学生讨论。生：温度越高，灯丝电阻越大。电阻会变，所以不需求平均值。（二）进行新课师：在我们具体的测量电阻实验中，我们却常常碰到缺少某一块电表的问题。这些问题同学们是否可以从伏安法测电阻的原理得到启示来解决呢？下面同学们三人一组根据自己桌上的器材，设计一种测量电阻的方法，看哪组又快又好。学生讨论，电路设计，具体操作测量待测电阻约10分钟。师：哪组说说你的设计思路和测量方法？生：我这组用两只电压表和一只定值电阻R0来测量电阻的，由于没有电流表来直接测量待测电阻Rx中的电流，因此我们就要用已知的电流I来代替，而不同的用电器的电流要想能够相互代替，那么这些用电器必须串联，所以需要将定值电阻R0与待测电阻Rx串联。师：很好，还有其他方法吗？生：我这组用两只电流表和一个定值电阻R0来测量电阻，由于没有电压表来直接测量待测电阻Rx两端的电压，因此我们就要用已知的电压U来代替，而不同的用电器的电压要能够相互代替，就必须并联，所以需要将定值电阻R0与待测电阻Rx并联。师：请两位同学把你的设计电路图画出来，并简要写出实验步骤。学生上黑板板书，教师课件讲解。师：大家对这两种方法有没有改进建议？生：只能测一组数据，如果加入滑动变阻器，可多次测量求平均值减少误差。师：我发现有的同学只有一只电压表或一只电流表和一个定值电阻R0，你们是怎样测量的呢？把你的设计电路展现给大家。学生上黑板板书，教师课件讲解。师：有的同学只有一只电压表或一只电流表，没有定值电阻R0，但给你的是滑动变阻器，可以怎样测量？生：由于滑动变阻器在阻值最大端和阻值最小端可以改变电路的连接状态，滑动变阻器的滑片处在阻值最小端时可以等效为导线，滑片处在阻值最大端时可以等效为一定值电阻，所以可将单伏法或单安法修改一下就可以了。学生上黑板板书，教师课件讲解。师：还有没有其他方法？生：在电路中先接入待测电阻Rx ，用电流表测出通过Rx的电流I，而后在同一电路接上电阻箱R调节阻值使电流表的示数仍为I；可得待测电阻Rx就等于此时电阻箱R的值，即Rx= R。师：很好，这种方法可能同学并不熟悉，大家都听说过“曹冲称象”的故事，“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重，人们把这种方法叫“等效替代法”。等效替代法是科学研究中常用的方法之一。它是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将直接解决不了的问题，通过变通替代的办法间接解决。物理学中有许多运用这种方法的实例，如在电路中以一个电阻来等效代替多个电阻，以便简化电路；在力的合成的问题上，用一个力等效替代两个力或多个力，便于进行受力分析等。同样可用“等效替代”的方法来测量未知待测电阻的阻值。可以利用电流等效、也可以利用电压等效。教师课件展示讲解。师：在此实验中的等效性表现在开关变换后电流表或电压表的示数相同，等效替代法测量电阻不需要计算，方法简单，但必须有可调的电阻箱。（三）课堂小结师：综上所述，除等效替代法外，其它方法测量电阻的创新本质是：已知定值电阻R0两端的电压，R0的测量作用等效为电流表；已知通过定值电阻R0的电流，R0的测量作用等效为电压表。 上面提供了多种测未知电阻的阻值，或串联或并联，或用电流表或用电压表，但与“伏安”法测电阻相比，也有其不足的一面，即有些方法如单伏法、单安法等不能多次测量求电阻的平均值来减小实验的误差，但也不失为一种研究物理问题的好思想、好方法。（四）课堂练习思考与练习1：小王在参加物理课外兴趣小组活动时，老师提供了如图所示的电路，电源电压未知但保持不变，R0为阻值已知的定值电阻。要求小王在不拆开电路的情况下，只用一只量程满足实验要求的电流表和若干导线估测未知电阻Rx的值。小王感到有些畏难，请你开动脑筋，设计一个实验帮助小王解决这个问题。 R0Rx1(1)你所设计的实验的主要步骤及所要测出的量是：(2)根据你的实验，得出的Rx为_(用测出量和已知量表示)。解答：（1）主要步骤及所要测出的量:先用导线将电流表并接在Rx的两端，读出电流表的示数I1；再将电流表改接在R0的两端，读出电流表的示数I2.（2）Rx=【分析】按照常规的方法，电流表应该串联在电路中，电压表才能并联在用电器的两端，而此题目却把电流表分别并联在两个电阻上，当它Rx与并联时，有意造成Rx 短路，此时只有RO 连入电路，所以电压U=I1RO，同理U=I2RX，单表测量电阻，方法很妙！RxR0思考与练习2：某同学想测出一个电阻 R的阻值，将选用的器材连成如图所示的电路，R0为已知电阻，由于对电源电压未知，所以没有测出电阻R的阻值，请你选填器材，帮助他完成这个实验。要求：在不拆除原有电路接线的条件下，只允许选填一种器材接入电路；画出电路图，并简要说明。解答：思考与练习3：额定电压为3.8V的小灯泡测出正常发光时的电阻。已知器材有：电流表、定值电阻